Question

开发太阳能资源是当前科技研发的热点．
（1）某太阳能吸热涂层以镍或镍合金空心球为吸收剂，基态镍原子M层上的未成对电子数为

 

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（2）有机太阳能固体电池材料含有高纯度C₆₀，其结构如图1，则1mol C₆₀分子中π键的数目为

 

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（3）硅太阳能电池中有一种金属镁酞菁配合物，结构如下图2．该结构中，碳氮之间的共价键类型有

 

（按原子轨道重叠方式填写共价键的类型），请在下图2中用箭头表示出配位键．

（4）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、硫化锌及铜锢硒薄膜电池等．
①第一电离能：As

 

Se（填“＞”、“＜”或“=”）．
②硫化锌的晶胞中（结构如图3所示），硫离子的配位数是

 

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（5）已知过氧化氢分子的空间结构如图4所示，分子中氧原子采取

 

杂化；通常情况下，H₂O₂与水任意比互溶的主要原因是

 

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Answer 1

分析：（1）根据能量最低原理和洪特规则书写电子排布式，然后确定M层上的未成对电子数；
（2）利用均摊法计算每个碳原子含有几个σ键，从而计算1mol C₆₀分子中π键的数目；
（3）根据双键是由一个σ键和一个π键构成；根据N原子提供孤电子对，与镁形成配位键；
（4）①同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第VA族元素第一电离能大于第VIA元素；
②根据图片以及配位数的概念确定其配位数；
（5）由H₂O₂的结构可知，O原子形成1个O-H键、1个O-O键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，据此判断杂化方式；H₂O₂中氧元素的电负性很强，H₂O₂分子H₂O分子之间形成氢键，使H₂O₂与水任意比互溶；

解答：解：（1）Ni的原子序数为28，根据能量最低原理可写出电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4s²，所以基态镍原子M层上的未成对电子数为2；
故答案为：2；
（2）每个碳原子含有的π键个数为

1

2

，所以1molC₆₀分子中π键的数目为

1

2

×60×N_A=30N_A；
故答案为：30N_A；
（3）双键是由一个σ键和一个π键构成，所以碳氮之间的共价键类型有σ键、π键；
金属镁酞菁配合物，Mg具有空轨道，N原子提供孤电子对，与镁形成配位键，如图所示：
故答案为：σ键、π键；；
（4）①As和Se属于同一周期，且As属于第VA族，Se属于第VIA族，所以第一电离能As＞Se，故答案为：＞；
②由图片知，每个S离子连接4个Zn离子，所其配位数是4；
故答案为：4；
（5）由H₂O₂的结构可知，O原子形成1个O-H键、1个O-O键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化方式为sp³，H₂O₂中氧元素的电负性很强，H₂O₂分子H₂O分子之间形成氢键，使H₂O₂与水任意比互溶，
故答案为：sp³；H₂O₂分子H₂O分子之间形成氢键；

点评：本题考查较为综合，涉及电子排布式、化学计算、配合物知识以及化学键、氢键等，题目难度较大，本题易错点为（3），注意配位键的形成．